JP5494806B2 - 放射線撮影装置 - Google Patents

Description

この発明は、被検体に放射線を照射することで画像を取得する放射線撮影装置に係り、特に、側湾症の検査を行うことができる放射線撮影装置に関する。

医療機関には、放射線で被検体Ｍの画像を撮影する放射線撮影装置が備えられている。この様な放射線撮影装置５１は、図１５（ａ）に示すように立位の被検体Ｍを挟む位置に放射線源５３と放射線検出器５４とが設けられている。放射線源５３は、放射線を照射するものであり、検査室の床面に沿った水平方向に放射線を照射し、放射線検出器５４は、被検体Ｍを透過してきた放射線を検出する目的で設けられている（特許文献１参照）。

放射線検出器５４は、正方形の放射線を検出する検出面を有し、その放射線源５３の発する放射線ビームＢの中心軸と検出面とが直交するように（検出面を立て掛けるかのように）配置されている。放射線検出器５４は、支柱５２に支持されており、支柱５２に沿って鉛直方向に移動することができるようになっている。検出面の大きさとしては、直立した被検体Ｍの体側方向の幅が収まる程度が通常である。なお、放射線検出器５４の検出面は正方形に限られず、長方形であってもよい。

実際の検査において、撮影しようとする被検体Ｍの範囲が放射線検出器５４の検出面よりも大きい場合がある。このようなときには、放射線検出器５４を鉛直方向に移動させながら複数回に亘って撮影を行い、そのとき取得される複数の画像をつなぎ合わせて一つの画像とする。この様な撮影方法は、被検体Ｍの胴体部分を撮影したい場合によく用いられる。

実用新案登録第３１１８１９０号公報

しかしながら、従来の放射線撮影装置によれば、次のような問題点がある。
すなわち、従来の放射線撮影装置によれば、側湾症の検査に不向きである。側湾症とは、背骨が被検体Ｍの体側方向に歪む症状を言う。側湾症を診断するには、図１５（ｂ）のように被検体Ｍを体側方向に屈曲させて撮影を行う。

このように、被検体Ｍを屈曲させた状態で背骨の様子を観察しようとすると、撮影しようとする被検体Ｍの範囲（撮影対象範囲）が放射線検出器５４の検出面よりも大きくなるので、放射線検出器５４を鉛直方向に移動させながら取得される複数の画像をつなぎ合わせて単一の画像を生成する必要がある。しかし、従来装置によれば、放射線検出器５４は、鉛直方向にしか移動しない。被検体Ｍは、体側方向（水平方向）に屈曲しているのであるから、被検体Ｍの胴体は、鉛直方向に伸びておらず、被検体Ｍの胴体の伸びる方向と、放射線検出器５４との移動の方向が一致しない。従って、被検体Ｍの胴体の一部が放射線撮影装置５１の撮影視野からはみ出してしまう。

つまり放射線撮影装置５１は、図１５（ｂ）に示すように、放射線検出器５４の幅Ｗ１よりも撮影範囲を広くすることができないので、屈曲した被検体Ｍの胴体が幅Ｗ１からはみ出している部分の幅Ｗ２については、撮影することができない。従来の構成によれば、幅Ｗ２に被検体Ｍが存しているにも関わらず、この幅Ｗ２に属する被検体Ｍの部分を撮影することができない。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、被検体を体側方向に屈曲させた状態においても適切な撮影範囲で撮影することができる放射線撮影装置を提供することにある。

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する検出面を有する放射線検出手段と、放射線検出手段を支持する鉛直方向に伸びた支柱と、（Ａ１）支柱を放射線源から放射線検出手段に向かう方向と直交する水平方向に移動させる支柱移動手段と、（Ｂ１）支柱移動手段を制御する支柱移動制御手段と、放射線検出手段を支柱に対して鉛直方向に移動させる検出器鉛直移動手段と、検出器鉛直移動手段を制御する検出器鉛直移動制御手段と、放射線検出手段が出力する検出データを基に、画像を生成する画像生成手段と、連写された複数枚の画像をつなぎ合わせて単一の画像を生成するつなぎ合わせ手段と、鉛直方向に対して傾斜した軌跡を術者に設定させる入力手段とを備え、検出面は、鉛直方向、および水平方向のなす平面に沿って配置されており、支柱移動制御手段が支柱を水平方向に移動させるとともに検出器鉛直移動手段が放射線検出手段を鉛直方向に移動させることにより、検出面を鉛直方向に対して入力手段を通じて設定された軌跡に沿って移動させて画像を連写することを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明によれば、連写された複数枚の画像をつなぎ合わせて単一の画像を生成できるようになっている。これにより、撮影範囲が一度の撮影では放射線検出手段の検出面に入りきれない場合であっても、被検体の透視画像を取得することができる。しかし、従来構成によれば、側湾症の検査を行おうとして、体側方向に屈曲した被検体を撮影すると、被検体が放射線検出手段の検出面より体側方向にはみ出してしまい、被検体の全体像を撮影することは困難である。そこで、本発明によれば、検出面を鉛直方向に対して傾斜した軌跡に沿って移動させて被検体の透視画像を連写するようになっている。したがって被検体の屈曲に沿って透視画像が連写されるので、容易に屈曲した被検体の全体像を撮影することができる。

また、本発明に係る放射線撮影装置における（Ａ１）支柱を放射線源から放射線検出手段に向かう方向と直交する水平方向に移動させる支柱移動手段に代えて、（Ａ２）放射線源から放射線検出手段に向かう方向と直交する水平方向に放射線検出手段を支柱に対して移動させる検出器水平移動手段を設けるようにしてもよい。この態様の変更により、上述の（Ｂ１）支柱移動手段を制御する支柱移動制御手段は、（Ｂ２）検出器水平移動手段を制御する検出器水平移動制御手段に代えられる。すなわち、放射線検出手段の水平方向の移動は、放射線検出手段を支持する支柱が水平方向に移動することによって実現しても良いし、放射線検出手段を支柱に対して水平方向に移動することによって実現しても良い。

また、上述の放射線撮影装置において、画像の連写時における検出面の移動する軌跡は、術者が矩形状の撮影範囲における対角線上の２頂点を指定することにより設定されればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の一態様を示している。すなわち、術者が矩形状の撮影範囲における対角線上の２頂点を指定することにより、検出面の移動する軌跡が決定される。これにより、術者の思惑通りに放射線検出手段の検出面が移動することになり、より検査が容易な放射線撮影装置が提供できる。

また、上述の放射線撮影装置において、放射線源が照射する放射線をコリメートしてコーン状の放射線ビームとするコリメータを更に備え、放射線検出手段の検出面が存する平面におけるコーン状の放射線ビームの水平方向の幅は、検出面の水平方向の幅と、画像の連写の間に検出面が水平方向に移動する移動幅との和と一致していればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の一態様を示している。すなわち、放射線検出手段の検出面が存する平面におけるコーン状の放射線ビームの水平方向の幅は、検出面の水平方向の幅と、画像の連写の間に検出面が水平方向に移動する移動幅との和と一致している。つまり、放射線ビームの水平方向の幅は、移動する検出面の全域を確実にカバーする。この様に構成することにより、放射線源を水平方向に移動させずに透視画像の連写を行うことができる。いいかえれば、放射線源が放射線を照射する焦点が不動のまま連写が行われるのである。従って、各透視画像に写り込む被検体の像は、共通の照射焦点によって撮影されたものであり、各透視画像は、共通の画像のゆがみ方で撮影されたものとなっている。これらをつなぎ合わせれば、つなぎ合わせ部分で段差が生じず、理想的な画像のつなぎ合わせが実現できる。

また、上述の放射線撮影装置において、放射線源を放射線検出手段から見て水平方向に移動させる放射線源移動手段と、放射線源移動手段を制御する放射線源移動制御手段とを更に備え、放射線源と放射線検出手段との水平方向における相対的な位置関係が一定となるように支柱の水平方向の移動に合わせて放射線源が水平方向に移動されて画像が連写されればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、放射線源が放射線を照射する焦点を水平方向に移動させながら連写が行われる構成についての態様を示している。この様な構成とすると、放射線源と放射線検出手段との水平方向における相対的な位置関係が一定となっているので、いずれの撮影においても放射線ビームの中心軸を放射線検出手段の検出面の中心に位置させることができる。したがって、中心部分の歪みが少ない透視画像が取得できる。

また、上述の放射線撮影装置において、放射線源が照射する放射線をコリメートしてコーン状の放射線ビームとするコリメータを更に備え、放射線検出手段の検出面が存する平面におけるコーン状の放射線ビームの水平方向の幅は、検出面の水平方向の幅と一致していればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、放射線源が放射線を照射する焦点を水平方向に移動させながら連写が行われる構成についての態様を示している。放射線検出手段の検出面が存する平面におけるコーン状の放射線ビームの水平方向の幅は、検出面の水平方向の幅と一致するようにすれば、検出面の水平方向から放射線ビームがはみ出して被検体に照射されることがない。したがって、被検体の被曝を極力抑制することができる放射線撮影装置が提供できる。

本発明によれば、連写された複数枚の画像をつなぎ合わせて単一の画像を生成できるようになっている。従来構成によれば、側湾症の検査を行おうとして、体側方向に屈曲した被検体を撮影すると、被検体が放射線検出手段の検出面より体側方向にはみ出してしまい、被検体の全体像を撮影することは困難である。そこで、本発明によれば、検出面を鉛直方向に対して傾斜した軌跡に沿って移動させて被検体の透視画像を連写するようになっている。したがって被検体の屈曲に沿って透視画像が連写されるので、容易に屈曲した被検体の全体像を撮影することができる。

実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係るコリメータの構成を説明する斜視図である。 実施例１に係るＸ線管の傾斜について説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例１に係る直立撮影におけるＦＰＤの移動を説明する模式図である。 実施例１に係る屈曲撮影に先立ってされる始点・終点の指定方法を説明する模式図である。 実施例１に係る屈曲撮影に先立ってされる始点・終点の指定方法を説明する模式図である。 実施例１に係る屈曲撮影におけるＦＰＤの移動を説明する模式図である。 実施例１に係る屈曲撮影におけるＸ線ビームの照射範囲を説明する模式図である。 実施例１に係る屈曲撮影における３回の撮影により取得されるＸ線透視画像を説明する模式図である。 実施例１に係るつなぎ合わせられたＸ線透視画像を説明する模式図である。 実施例２に係る屈曲撮影におけるＸ線管の移動を説明する模式図である。 実施例２に係る屈曲撮影におけるＸ線ビームの照射範囲を説明する模式図である。 本発明に係る１変形例を説明する機能ブロック図である。 従来構成のＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。

以降、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

以降、本発明の実施例を説明する。実施例におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。また、ＦＤＰは、フラット・パネル・ディテクタの略である。

＜Ｘ線撮影装置の全体構成＞
まず、実施例１に係るＸ線撮影装置１の構成について説明する。Ｘ線撮影装置１は、立位の被検体Ｍの撮影を行うように構成されており、図１に示すように、床面から鉛直方向ｖに伸びた支柱２と、Ｘ線を照射するＸ線管３と、支柱２に支持されるＦＰＤ４と、鉛直方向ｖに伸びるとともに天井に支持されている懸垂支持体７を有している。懸垂支持体７は、Ｘ線管３を懸垂支持するものである。

ＦＰＤ４は、支柱２に対し鉛直方向ｖにスライドすることができる。また、懸垂支持体７は、鉛直方向ｖに伸縮自在となっており、懸垂支持体７の伸縮に伴ってＸ線管３の鉛直方向ｖにおける位置が変更される。ＦＰＤ４の支柱２に対する鉛直方向ｖの移動は、両者２，４の間に設けられたＦＰＤ鉛直移動機構１５により実行される。これは、ＦＰＤ鉛直移動制御部１６により制御される。

支柱２の移動について説明する。支柱２は、Ｘ線管３からＦＰＤ４に向かう方向に伸びるとともに検査室の床面に固定されたレール２ａの上に移動可能に配置されており、支柱移動機構１７は、支柱２をＸ線管３からＦＰＤ４に向かう方向に直交する水平方向ｓに移動させる。支柱移動制御部１８は、これを制御する目的で設けられている。

Ｘ線管３の移動について説明する。Ｘ線管３は、懸垂支持体７に設けられたＸ線管移動機構１１により行われる。Ｘ線管移動制御部１２は、Ｘ線管移動機構１１を制御する目的で設けられている。Ｘ線管３は、Ｘ線管移動機構１１により（１）鉛直方向ｖ，（２）ＦＰＤ４に対する接近・離反方向、（３）Ｘ線管３からＦＰＤ４に向かう方向と直交する水平方向ｓ（図１における紙面貫通方向、被検体Ｍの体側方向）に移動する。Ｘ線管３が鉛直方向ｖに移動する場合、懸垂支持体７は、伸縮することになる。

ＦＰＤ４は、Ｘ線を検出する検出面４ａ（図１参照）を有している。検出面４ａは、鉛直方向ｖに起立してＸ線撮影装置１に配置されている。これにより、起立した被検体Ｍを効率的に撮影できるようになっている。検出面４ａは、Ｘ線管３のＸ線照射口に面するように配置されている。いいかえれば、検出面４ａは、水平方向ｓ，鉛直方向ｖの２方向がなす平面に沿って配置されている。また、検出面４ａは、矩形となっており、１辺が水平方向ｓに、その１辺と直交する他の１辺が鉛直方向ｖに一致している。

Ｘ線グリッド５は、ＦＰＤ４の検出面４ａを覆うように設けられている。このＸ線グリッド５は、縦方向に細長状の吸収箔が水平方向ｓに配列されている。被検体Ｍの中で散乱して進行方向が乱されたＸ線は、この吸収箔に入射して吸収され、ＦＰＤ４に届くことがない。この様にすることで、被検体Ｍの投影像の取得の邪魔となる散乱Ｘ線の影響が除去されて鮮明なＸ線透視画像が取得できるようになっている。

Ｘ線管制御部６は、Ｘ線管３の管電圧、管電流やＸ線の照射時間を制御するものである。Ｘ線管制御部６は、所定の管電流・管電圧・パルス幅で放射線を出力するようにＸ線管３を制御する。管電流等のパラメータは、記憶部２４に記憶されている。

Ｘ線撮影装置１に設けられるコリメータ３ａについて説明する。コリメータ３ａは、Ｘ線管３に付設されており、Ｘ線管３から照射されるＸ線をコリメートして、４角錐形状（コーン状）のＸ線ビームＢとするものである。

このコリメータ３ａの詳細について説明する。コリメータ３ａは、図２に示すように、中心軸Ｃを基準として鏡像対称に移動する１対のリーフ３ｂを有し、同じく中心軸Ｃを基準として鏡像対称に移動するもう１対のリーフ３ｂを備えている。このコリメータ３ａは、リーフ３ｂを移動させることで、ＦＰＤ４が有する検出面４ａの全面にコーン状のＸ線ビームＢを照射させることもできれば、たとえば、ＦＰＤ４の中心部分だけにファン状のＸ線ビームＢを照射させることもできる。なお、中心軸Ｃは、Ｘ線ビームＢの中心を示す軸ともなっている。なお、リーフ３ｂの対の一方は、４角錐形状となっているＸ線ビームの鉛直方向ｖの広がりを調整するものであり、もう一方のリーフ３ｂの対は、Ｘ線ビームの水平方向ｓの広がりを調整するものである。コリメータ３ａの開度の変更は、コリメータ移動機構１５が行う。コリメータ制御部１６は、コリメータ移動機構１５を制御するものである。

また、コリメータ３ａを鏡像対称に移動させる構成とせずに、一対のリーフ３ｂが独立に移動する構成としてもよい。このような単動型のコリメータ３ａの場合、Ｘ線焦点を鉛直方向、水平方向に移動させずに、コリメータ３ａのリーフ３ｂを独立に移動させるだけでＸ線ビームの照射位置を自由に変更できる。なお、この場合、Ｘ線管３の焦点は移動せず、Ｘ線管３の傾斜が後述のＸ線傾斜機構１３によって変更されながらＸ線ビームの照射位置が変更されることになる。

Ｘ線管３の傾斜について説明する。Ｘ線管３は、Ｘ線ビームＢの中心軸Ｃが検査室の床面と水平となっている状態［図３（ａ）参照］から、鉛直上側に傾斜されることもできれば［図３（ｂ）参照］、中心軸Ｃが鉛直下向側に傾斜させることもできる［図３（ｃ）参照］。この様なＸ線管３の傾斜は、Ｘ線管傾斜機構１３が行う。Ｘ線管傾斜制御部１４は、これを制御する目的で設けられている（図１参照）。

可視光源１９は、Ｘ線管３に付設して設けられている（図１参照）。可視光源１９から照射された可視光線は、コリメータ３ａでコリメートされた後、ＦＰＤ４の検出面４ａ側に向かう。検査においては、被検体ＭをＸ線管３とＦＰＤ４との間に介在させて、まずは可視光源１９を用いて可視光線を照射した後、コリメータ３ａのリーフ３ｂを動かさない状態でＸ線管３を用いてＸ線を照射する。このときの可視光源１９で照らされる被検体Ｍの部分と、Ｘ線管３から照射されるＸ線が被検体Ｍに入射する部分とは一致する。このように、Ｘ線照射の前に被検体Ｍに可視光線を照射することで、被検体Ｍのどの部分にＸ線が照射されるのかが判別できるようになっている。

位置・開度算出部２０は、可視光線の照射によって設定された被検体Ｍの領域を撮影できるようにコリメータ３ａの開度、Ｘ線管３の位置、Ｘ線管３の傾斜角度、ＦＰＤ４の位置を算出する。各制御部１２，１４，１６，１８は、位置・開度算出部２０の算出結果を用いて各機構を制御する。

画像生成部２１は、ＦＰＤ４から出力された検出データを組み立てて、被検体Ｍの投影像が写りこんでいるＸ線透視画像を生成する。つなぎ合わせ部２２は、被検体Ｍの写り込んでいる位置の異なる複数のＸ線透視画像をつなぎ合わせて単一の画像とするものである。例えば、被検体Ｍの胸部、腹部、腰部のそれぞれが写り込んでいる３枚のＸ線透視画像が連写により撮影されたとすると、つなぎ合わせ部２２は、これらの３枚のＸ線透視画像をつなぎ合わせて縦長の単一の画像を生成する。つなぎ合わされた画像はＸ線透視画像は、表示部２６に表示される。

操作卓２７は、術者の各指示を入力させる目的で設けられており、記憶部２４は、Ｘ線管３の制御情報、Ｘ線管３の位置情報、コリメータ３ａの開度、Ｘ線管３の傾斜情報、ＦＰＤ４の鉛直方向ｖの位置情報、および支柱の水平方向ｓの位置情報などのＸ線撮影に用いられる各種パラメータの一切を記憶する。なお、Ｘ線撮影装置１は、図１に示すように、各部６，１２，１４，１６，１８，２０，２１，２２，２４を統括的に制御する主制御部２５を備えている。この主制御部２５は、ＣＰＵによって構成され、種々のプログラムを実行することにより、各部を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。

＜Ｘ線撮影装置の動作＞
次に、Ｘ線撮影装置１の動作について説明する。具体的には、発明の特徴を最も効果的に表す目的で、側湾症の検査を例にとって説明する。側湾症の検査は、被検体Ｍを直立させた状態で撮影を行い、続いて被検体Ｍを水平方向ｓに屈曲させた状態で撮影を行う。より具体的には、まず、図４に示すように、被検体ＭをＸ線管３とＦＰＤ４との間に直立させた状態で被検体ＭのＸ線透視画像を取得する（直立撮影ステップＳ１）。そして、被検体Ｍに屈曲するように指示を与え（被検体屈曲ステップＳ２），撮影を行いたい範囲を設定するべく始点と終点を設定する（始点・終点設定ステップＳ３）。続いて、撮影を行う際のコリメータ３ａの開度と、各部材２，３，４の位置が算出され（開度・位置算出ステップＳ４），この算出された位置を基に実際の屈曲撮影が開始される（屈曲撮影ステップＳ５）。以降、これらの各ステップについて順を追って説明する。

＜直立撮影ステップＳ１＞
まず、被検体ＭをＸ線管３とＦＰＤ４との間に直立して起立させる。直立撮影は、被検体Ｍの背骨を撮影する必要があるので、撮影を行いたい範囲がＦＰＤ４の検出面４ａに収まりきれない。そこで、実際のＸ線撮影は、被検体Ｍの撮影を上側、中央、下側の３回分に分けて行われる。

術者が操作卓２７を通じて撮影開始の指示を行うと、図５に示すように、ＦＰＤ４が鉛直上向きに移動して、図５の実線の位置で停止する。と同時に、Ｘ線管３は、上向きに傾斜して実線の位置で停止する。この状態でＸ線撮影が行われ、被検体Ｍの胸部のＸ線透視画像が取得される。そして、ＦＰＤ４は、鉛直下向きに移動して図５の破線の位置で停止する。と同時に、Ｘ線管３は、下向きに傾斜して破線の位置で停止する。この状態で再びＸ線撮影が行われ、被検体Ｍの腹部のＸ線透視画像が取得される。

その後、ＦＰＤ４は、鉛直下向きに移動して図５の一点鎖線の位置で停止する。と同時に、Ｘ線管３は、下向きに傾斜して一点鎖線の位置で停止する。この状態で撮影が行われ、被検体Ｍの腰部のＸ線透視画像が取得される。

取得された３枚のＸ線透視画像は、つなぎ合わせ部２２に送出され、背骨が写り込んだ縦長の単一の画像が取得される。つなぎ合わせ部２２の具体的な構成は、後述のものとする。

Ｘ線管３が傾斜される意味について説明する。Ｘ線管３を傾斜させるとＸ線管３が回転することになる。ここで注目すべきは、その回転中心は、Ｘ線管３が有するＸ線照射の焦点ｆとなっていることである。細長状の画像を複数回に分けて撮影しようとする場合、Ｘ線照射の焦点を一致させて撮影を行えば、Ｘ線透視画像を理想的につなぎ合わせることができる。

Ｘ線管３が傾斜されることによりＸ線透視画像を理想的につなぎ合わせられる点は、実施例の構成において重要となる。そこで、焦点ｆを一致させた撮影方法と、Ｘ線透視画像つなぎ合わせとの関係について説明する。例えば、図５における領域Ｒ１は、１回目の撮影と、２回目の撮影との両方で撮影される、いわゆる画像つなぎ合わせののりしろ部である。この領域Ｒ１の撮影するにあたり、いずれの撮影においても、図５のＢ１で示すＸ線ビームがＦＰＤ４に入射して撮影されたものとなる。いずれの撮影においても共通の焦点ｆから発したＸ線が領域Ｒ１に到達した結果、Ｒ１の部分が撮影されているからである。

Ｘ線ビームは焦点ｆを中心に放射状に広がるので、これを被検体Ｍに投影して得られた像はゆがむ。具体的には、被検体ＭにＸ線が斜めに入射するほど、ゆがみが顕著になる。図５のように焦点ｆを共通させて撮影を行えば、１回目、２回目いずれのＸ線透視画像においても、領域Ｒ１は、共通のＸ線ビームＢ１で撮影されたものとなる。従って、領域Ｒ１は、両Ｘ線透視画像で同じゆがみ方をしているので、両Ｘ線透視画像をつなぎ合わせると、つなぎ目で段差が生じたりせずに自然に結合される。

この様な関係は、２回目の撮影と３回目の撮影とで重複する部分である領域Ｒ２についても同様である。いずれの撮影においても共通の焦点ｆから発したＸ線が領域Ｒ２に到達した結果、Ｒ２の部分が撮影されているからである。

＜被検体屈曲ステップＳ２，始点・終点設定ステップＳ３＞
次に、術者は、図６に示すように、被検体Ｍに体軸方向に屈曲するように指示を与える（被検体屈曲ステップＳ２）。そして、術者は、操作卓２７を通じて、可視光源１９をオンさせ、屈曲している被検体Ｍに可視光線を照射する。この可視光線は、Ｘ線ビームの幅を決めるコリメータ３ａによりコリメートされているので、術者は、可視光により被検体Ｍが照らされる部分を観察することでＸ線の照射領域をＸ線撮影の前に知ることができる。

そして、術者は、図６に示す撮影対象範囲Ｒを決定する。撮影対象範囲Ｒは、被検体が屈曲した状態で行われる屈曲撮影時のＸ線撮影時においてＸ線が照射される範囲を表しており、撮影対象範囲Ｒにおける被検体Ｍの水平方向ｓの幅は、図６の点線で示すＦＰＤ４の検出面４ａの幅よりも広くなっている。また、撮影対象範囲Ｒにおける被検体Ｍの体軸方向の幅も同様に、検出面４ａの幅よりも広くなっている。

術者は、始点Ｓと終点Ｅとを指定することにより撮影対象範囲Ｒの位置をＸ線撮影装置１に認識させる。始点Ｓと終点Ｅは、長方形となっている撮影対象範囲Ｒの対角線上の２頂点となっており、実施例１の説明においては、始点Ｓは終点Ｅよりも鉛直上向きに位置しているものとする。この始点Ｓ・終点Ｅの指定により３回のＸ線撮影の間に検出面４ａが移動する軌跡が設定され、ＦＰＤ４の鉛直方向ｖの移動範囲、および支柱２の水平方向ｓの移動範囲を決定することになる。

始点Ｓ・終点Ｅの具体的な設定方法としては、術者が可視光線を被検体Ｍに照射させながらＸ線管３を鉛直方向ｖ，および水平方向ｓ，体軸方向に移動させておいて、Ｘ線撮影を行うときのＸ線管３の位置を決定する。そして、コリメータ３ａを調節することで、図７（ａ）に示すように、可視光線で被検体Ｍが照らされる範囲Ｒａの１頂点が撮影対象範囲Ｒの始点Ｓとなるように範囲Ｒａの調節が行われる。このとき、範囲Ｒａの高さＨは、ＦＰＤ４の鉛直方向ｖの高さと一致していることが望ましい。より厳密には、可視光線は放射状に広がるので、仮に可視光線が被検体Ｍを透過してＦＰＤ４の検出面４ａまで到達したとすると、可視光線ビームは、検出面４ａを鉛直方向ｖにはみ出さないように照らすように設定されることがより望ましい。術者は、範囲Ｒａを始点Ｓに一致させた段階で、操作卓２７を操作し、始点ＳをＸ線撮影装置１に登録させる。

次に、Ｘ線管３の位置を変更させずして、Ｘ線管３を傾斜させることにより、範囲Ｒａを左下に移動させて、図７（ｂ）に示すように、可視光線で被検体Ｍが照らされる範囲Ｒａの１頂点が撮影対象範囲Ｒの終点Ｅとなるように範囲Ｒａの調節が行われる。術者は、範囲Ｒａを終点Ｅに一致させた段階で、操作卓２７を操作し、終点ＥをＸ線撮影装置１に登録させる。始点Ｓ，終点Ｅを登録したときのコリメータ３ａの開度、Ｘ線管３の傾斜角度、およびＸ線管３の焦点の位置のそれぞれは、コリメータ制御部１６，Ｘ線管傾斜制御部１４，Ｘ線管移動制御部１２から送出され、記憶部２４に記憶される。これにより、始点・終点設定ステップＳ３は終了となる。

始点・終点設定ステップＳ３の別な態様として、Ｘ線管３を被検体Ｍから十分に離すことにより、始点Ｓと終点Ｅとを一度に登録するようにしてもよい［図７（ｃ）参照］。この場合、Ｘ線を照射する撮影対象範囲Ｒと可視光線が照らしている範囲Ｒａとが一致する。始点・終点設定ステップＳ３の後、Ｘ線管３をＦＰＤ４に対して接近させて実際のＸ線撮影が行われることになる。

＜開度・位置算出ステップＳ４＞
図７（ｃ）のように、可視光線によるＸ線照射範囲決定時のＸ線管３の位置と、Ｘ線照射時のＸ線管３の位置とが異なっている場合、Ｘ線撮影を行う場合のコリメータ３ａの開度、およびＸ線管３の傾斜角度は、同一ではない。そこで、Ｘ線撮影に先立って、この様な幾何学的な撮影条件を予め決定しておく必要がある。実施例１に係るＸ線撮影装置１においては、Ｘ線管３の位置・傾斜角度、およびコリメータ３ａの開度は、位置・開度算出部２０により算出される。撮影対象範囲Ｒは、ＦＰＤ４よりも広い範囲であるので一度に撮影することができない。そこで、実際のＸ線撮影は、撮影対象範囲Ｒの撮影を上側、中央、下側の３回分に分けて行われる。位置・開度算出部２０は、このＸ線撮影３回分について幾何学的な算出を行う。

位置・開度算出部２０には、始点Ｓ・終点Ｅの登録時におけるＸ線管３のＸ線照射の焦点の位置、コリメータ３ａの開度、およびＸ線管３の傾斜角度が送出される。位置・開度算出部２０は、Ｘ線照射の焦点に対する始点Ｓ・終点Ｅの位置をコリメータ３ａの開度、およびＸ線管３の傾斜角度より幾何学的な計算により求める。

そして、位置・開度算出部２０は、焦点の位置がＸ線照射時の位置となったときに、始点Ｓを含んだ撮影対象範囲Ｒの上側部分にＸ線が照射されるように適切なコリメータ３ａの開度とＸ線管３の傾斜角度とを決定する。位置・開度算出部２０が算出に用いるＸ線照射時の焦点の位置は、予め設定された値を記憶部２４より読み出して使用してもよいし、術者に指定させるようにしてもよい。

続いて、位置・開度算出部２０は、焦点の位置がＸ線照射時の位置となったときに、撮影対象範囲Ｒの鉛直方向の中央部分にＸ線が照射されるように適切なコリメータ３ａの開度とＸ線管３の傾斜角度とを決定する。その後、位置・開度算出部２０は、焦点の位置がＸ線照射時の位置となったときに、撮影対象範囲Ｒの鉛直方向の終点Ｅを含んだ撮影対象範囲Ｒの下側部分にＸ線が照射されるように適切なコリメータ３ａの開度とＸ線管３の傾斜角度とを決定する。位置・開度算出部２０の開度、傾斜角度の決定は、まず傾斜角度を決めてから開度を決めてもよいし、その逆の順番で決めてもよい。

始点Ｓ・終点Ｅの登録が、図７（ａ），図７（ｂ）のようにして決定された場合は、撮影対象範囲Ｒの上側領域と下側領域の撮影については、始点Ｓ・終点Ｅの決定時と同じ幾何学的条件を使用することができる。したがって、この場合、位置・開度算出部２０は、撮影対象範囲Ｒの鉛直方向の中央部分にＸ線が照射される撮影についてのみ幾何学的条件を算出すればよい。

この様にして、位置・開度算出部２０は、Ｘ線撮影３回分の開度、傾斜角度の算出を行う。このとき求められた各パラメータは記憶部２４で記憶される。また、位置・開度算出部２０は、Ｘ線管３の位置に関する撮影条件だけでなく、支柱２の位置も３回分の撮影について算出する。この支柱２の位置の算出については後述のものとする。

いずれの場合においても、支柱２の移動範囲は、始点Ｓ・終点Ｅの水平方向ｓの距離とＦＰＤ４の水平方向ｓの幅とによって決定され、ＦＰＤ４の移動範囲は、始点Ｓ・終点Ｅの鉛直方向ｖの距離とＦＰＤ４の鉛直方向ｖの高さによって決定される。

＜屈曲撮影ステップＳ５＞
術者が、操作卓２７を通じて、屈曲した被検体Ｍの撮影を行うようにＸ線撮影装置１に指示を行うと、Ｘ線撮影装置１は、記憶部２４に記憶されたＸ線管３の位置・傾斜角度、およびコリメータ３ａの開度を読み出して、３回のＸ線撮影を行う。この各撮影は、ＦＰＤ４が鉛直方向、および、水平方向ｓに移動させながら行われる。すなわち、図８（ａ）が１回目のＸ線撮影時における検出面４ａの位置を示しており、この時点で、検出面４ａの１頂点と始点Ｓとが一致し、検出面４ａの全域が撮影対象範囲Ｒに含まれている。図８（ｂ）が２回目のＸ線撮影時における検出面４ａの位置を示しており、この時点で、検出面４ａが鉛直方向ｖおよび水平方向ｓについて、撮影対象範囲Ｒの中央に位置している。そして、図８（ｃ）が３回目のＸ線撮影時における検出面４ａの位置を示しており、この時点で、検出面４ａの１頂点と終点Ｅとが一致し、検出面４ａの全域が撮影対象範囲Ｒに含まれている。１回目、２回目のＸ線撮影時における検出面４ａの位置は、鉛直方向ｖに一部オーバーラップしており、２回目、３回目のＸ線撮影時における検出面４ａの位置は、鉛直方向ｖに一部オーバーラップしている。

この様なＦＰＤ４の移動は、支柱２が水平方向ｓに移動することで実現される。位置・開度算出部２０は、前ステップにおいて、始点Ｓと終点Ｅの位置から３回の撮影時におけるＦＰＤ４の位置を算出しており、これが記憶部２４に記憶されている。支柱移動制御部１８は、撮影の度に検出面４ａが図８に示す位置となるように支柱２を水平方向ｓに移動させる。このように、実施例１のＸ線撮影装置１は、支柱２を水平方向ｓに移動させるとともにＦＰＤ４を鉛直方向ｖに移動させることにより、ＦＰＤ４の検出面４ａを鉛直方向ｖに対して傾斜した軌跡Ｆ（図８参照）に沿って移動させてＸ線透視画像を連写する。なお、この軌跡Ｆは、ＦＰＤ４が有する検出面の初期位置における中点と最終位置における中点とを結んだ鉛直方向ｖに対して傾斜した直線となっている。

また、各撮影においては、各１回ずつＸ線が照射される。この各撮影時におけるＸ線の照射の範囲について説明する。３回のＸ線撮影におけるＸ線の照射は、照射範囲を鉛直方向ｖに移動させながら行われる。すなわち、図９（ａ）における矩形状の領域Ｒｂが１回目のＸ線撮影時におけるＸ線の照射範囲を示しており、この時点で、領域Ｒｂの鉛直上側の端と始点Ｓとが一致している。図９（ｂ）における矩形状の領域Ｒｂが２回目のＸ線撮影時におけるＸ線の照射範囲を示しており、この時点で、領域Ｒｂは、鉛直方向ｖについて、撮影対象範囲Ｒの中央に位置している。そして、図９（ｃ）における矩形状の領域Ｒｂが３回目のＸ線撮影時におけるＸ線の照射範囲を示しており、この時点で、領域Ｒｂの鉛直下側の端と終点Ｅとが一致している。また、いずれの撮影においても、領域Ｒｂの水平方向ｓの幅は同方向における撮影対象範囲Ｒの幅と一致している。１回目、２回目のＸ線撮影時における領域Ｒｂの位置は、鉛直方向ｖに一部オーバーラップしており、２回目、３回目のＸ線撮影時における領域Ｒｂの位置は、鉛直方向ｖに一部オーバーラップしている。しかも、いずれの撮影においても、Ｘ線管３のＸ線照射の焦点は一致している。

検出面４ａとＸ線ビームの広がりについて説明する。撮影対象範囲Ｒの水平方向ｓの幅は、図８（ｃ）を参照すれば分かるように、検出面４ａの水平方向ｓの幅Ｓ１と、Ｘ線透視画像の連写の間に検出面４ａが水平方向ｓに移動する移動幅Ｓ２との和となっている。一方、Ｘ線ビームの水平方向ｓの広がりは、図９を参照すれば分かるように、撮影対象範囲Ｒの水平方向ｓの幅となっている。したがって、幅Ｓ１と移動幅Ｓ２との和は、検出面４ａが存する平面におけるコーン状のＸ線ビームの水平方向ｓの幅と一致する。

各撮影の度に、ＦＰＤ４は、被検体Ｍを透過してきたＸ線を検出し、検出データを画像生成部２１に送出する。この様にして取得されたＸ線透視画像は、例えば、１回目の撮影においては図１０（ａ）に示すように被検体Ｍの頭部・胸部が写り込み、２回目の撮影においては図１０（ｂ）に示すように被検体Ｍの腹部が写り込み、３回目の撮影においては図１０（ｃ）に示すように被検体Ｍの腰部が写り込んでいる。各Ｘ線透視画像は、つなぎ合わせ部２２に送出される。

つなぎ合わせ部２２では、各Ｘ線透視画像のオーバーラップ部分を重ね合わせて各Ｘ線透視画像をつなぎ合わせ、図１１に示すような単一の画像を生成する。つなぎ合わせ部２２の具体的な構成としては、位置・開度算出部２０が幾何学演算により算出した各Ｘ線透視画像の位置情報を画像生成部２１が各Ｘ線透視画像に関連させてつなぎ合わせ部２２に送出し、これを基につなぎ合わせ部２２が各Ｘ線透視画像を重ね合わせるように構成してもよいし、つなぎ合わせ部２２が画像解析により、各Ｘ線透視画像の同一部分を抽出し、この同一部分を重ね合わせるように各Ｘ線透視画像をつなぎ合わせるように構成してもよい。なお、直立撮影ステップＳ１におけるつなぎ合わせ部２２の動作も上述と同様である。つなぎ合わせられた単一のＸ線透視画像が表示部２６に表示されて検査は終了となる。

以上のように、実施例１によれば、連写された複数枚のＸ線透視画像をつなぎ合わせて単一のＸ線透視画像を生成できるようになっている。これにより、撮影対象範囲Ｒが一度の撮影ではＦＰＤ４の検出面４ａに入りきれない場合であっても、被検体ＭのＸ線透視画像を取得することができる。しかし、従来構成によれば、側湾症の検査を行おうとして、体側方向に屈曲した被検体Ｍを撮影すると、被検体ＭがＦＰＤ４の検出面４ａより水平方向ｓにはみ出してしまい、被検体Ｍの全体像を撮影することは困難である。そこで、実施例１によれば、検出面４ａを鉛直方向ｖに対して傾斜した軌跡Ｆに沿って移動させて被検体ＭのＸ線透視画像を連写するようになっている。したがって被検体Ｍの屈曲に沿ってＸ線透視画像が連写されるので、容易に屈曲した被検体Ｍの全体像を撮影することができる。

また、実施例１の構成は、術者が矩形状の撮影対象範囲Ｒにおける対角線上の２頂点である始点Ｓ・終点Ｅを指定することにより、検出面４ａの移動する軌跡Ｆが決定される。これにより、術者の思惑通りにＦＰＤ４の検出面４ａが移動することになり、より検査が容易なＸ線撮影装置が提供できる。

そして、ＦＰＤ４の検出面４ａが存する平面におけるコーン状のＸ線ビームの水平方向ｓの幅は、検出面４ａの水平方向ｓの幅と、Ｘ線透視画像の連写の間に検出面４ａが水平方向ｓに移動する移動幅との和と一致している。つまり、Ｘ線ビームの水平方向ｓの幅は、移動する検出面４ａの全域を確実にカバーする。この様に構成することにより、Ｘ線管３を水平方向ｓに移動させずにＸ線透視画像の連写を行うことができる。いいかえれば、Ｘ線管３がＸ線を照射する焦点が不動のまま連写が行われるのである。従って、各Ｘ線透視画像に写り込む被検体Ｍの像は、共通の照射焦点によって撮影されたものであり、各Ｘ線透視画像は、共通のＸ線透視画像のゆがみ方で撮影されたものとなっている。これらをつなぎ合わせれば、つなぎ合わせ部分で段差が生じず、理想的なＸ線透視画像のつなぎ合わせが実現できる。

次に、実施例２の構成について説明する。実施例２のＸ線撮影装置１の全体構成は実施例１のものと同様であるので説明を省略する。実施例２独自の点は、３回のＸ線撮影中にＸ線管３が水平方向ｓに移動することにある。一方、Ｘ線撮影中、Ｘ線管３は鉛直方向ｖには移動しない。

実施例２に係るＸ線管３の移動について具体的に説明する。図１２は、被検体Ｍが撮影されている様子を鉛直方向ｖから見下ろした時の概念図である。図１２の実線は、１回目の撮影時における各部材２，３，４の位置を表しており、図１２の破線は、２回目の撮影時における各部材２，３，４の位置を表している。そして、図１２の一点鎖線は、３回目の撮影時における各部材２，３，４の位置を表している。このように、実施例２の構成によれば、ＦＰＤ４の移動に追従して、Ｘ線管３が水平方向ｓに移動する。具体的には、Ｘ線管３とＦＰＤ４との水平方向ｓにおける相対的な位置関係が一定となるように支柱２の移動に合わせてＸ線管３が水平方向ｓに移動される。

実施例２の屈曲撮影に係る３回の撮影において、それぞれのＸ線の照射の範囲について説明する。すなわち、３回のＸ線撮影におけるＸ線の照射は、照射範囲を鉛直方向ｖに移動させながら行われる。すなわち、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示すように、各Ｘ線撮影におけるＸ線が照射される矩形状の領域Ｒ２は、図８で示した検出面４ａの位置と一致している。また、１回目、２回目のＸ線撮影時における領域Ｒ２の位置は、鉛直方向ｖに一部オーバーラップしており、２回目、３回目のＸ線撮影時における領域Ｒ２の位置は、鉛直方向ｖに一部オーバーラップしている。

このように、実施例２の構成によれば、支柱２の水平方向ｓの移動に合わせてＸ線管３が水平方向ｓに移動されてＸ線透視画像が連写される。

検出面４ａとＸ線ビームの広がりについて説明する。図１３，図８に示すように、領域Ｒ２は、検出面４ａに一致するのであるから、検出面４ａが存する平面におけるコーン状のＸ線ビームの水平方向ｓの幅は、検出面４ａの水平方向ｓの幅と一致している。

以上のように、実施例２の構成によれば、Ｘ線管３がＸ線を照射する焦点を水平方向ｓに移動させながら連写が行われる。この様な構成とすると、Ｘ線管３とＦＰＤ４との水平方向ｓにおける相対的な位置関係が一定となっているので、いずれの撮影においてもＸ線ビームの中心軸をＦＰＤ４の検出面４ａの中心に位置させることができる。したがって、中心部分の歪みが少ないＸ線透視画像が取得できる。

また、実施例２の構成は、Ｘ線管３がＸ線を照射する焦点を水平方向ｓに移動させながら連写が行われる。ＦＰＤ４の検出面４ａが存する平面におけるコーン状のＸ線ビームの水平方向ｓの幅は、検出面４ａの水平方向ｓの幅と一致するようにすれば、検出面４ａの水平方向ｓからＸ線ビームがはみ出して被検体Ｍに照射されることがない。したがって、被検体Ｍの被曝を極力抑制することができるＸ線撮影装置が提供できる。

本発明は、上述の各実施例の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。

（１）各実施例におけるＦＰＤ４の水平移動は、ＦＰＤ４を支持する支柱２が水平方向に移動することで実現していたが、この構成に代えてＦＰＤ４が支柱２に対して平行移動することでＦＰＤ４の水平移動を実現しても良い。この変形例によれば支柱２は、必ずしも水平移動できなくてもよいので、図１における支柱移動機構１７および支柱移動制御部１８は必要とはされない。本変形例の構成は、図１４に示すように、ＦＰＤ鉛直移動機構１５およびＦＰＤ鉛直移動制御部１６に加えて、支柱２に対するＦＰＤ４の位置を水平方向に変更するＦＰＤ水平移動機構１７ａとこれを制御するＦＰＤ水平移動制御部１８ａとが備えられている。

（２）上述した各実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。

（３）上述した各実施例のいうＸ線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、Ｘ線以外の放射線にも適応できる。

（４）上述した各実施例においては、天板を有さない構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。天板を有する仰臥位の被検体Ｍを撮影する放射線撮影装置に適応してもよい。

本発明は医用の放射線撮影装置に適している。

Ｆ 軌跡
２ 支柱
３ Ｘ線管（放射線源）
４ ＦＰＤ（放射線検出手段）
４ａ 検出面
１５ ＦＰＤ鉛直移動機構（検出器鉛直移動手段）
１６ ＦＰＤ鉛直移動制御部（検出器鉛直移動制御手段）
１７ 支柱移動機構（支柱移動手段）
１８ 支柱移動制御部（支柱移動制御手段）
２１ 画像生成部（画像生成手段）
２２ つなぎ合わせ部（つなぎ合わせ手段）
２７ 操作卓（入力手段）

Claims (6)

1. 放射線を照射する放射線源と、
   放射線を検出する検出面を有する放射線検出手段と、
   前記放射線検出手段を支持する鉛直方向に伸びた支柱と、
   （Ａ１）前記支柱を前記放射線源から前記放射線検出手段に向かう方向と直交する水平方向に移動させる支柱移動手段と、
   （Ｂ１）前記支柱移動手段を制御する支柱移動制御手段と、
   前記放射線検出手段を前記支柱に対して鉛直方向に移動させる検出器鉛直移動手段と、
   前記検出器鉛直移動手段を制御する検出器鉛直移動制御手段と、
   前記放射線検出手段が出力する検出データを基に、画像を生成する画像生成手段と、
   連写された複数枚の画像をつなぎ合わせて単一の画像を生成するつなぎ合わせ手段と、
   鉛直方向に対して傾斜した軌跡を術者に設定させる入力手段とを備え、
   前記検出面は、鉛直方向、および前記水平方向のなす平面に沿って配置されており、
   前記支柱移動制御手段が前記支柱を前記水平方向に移動させるとともに前記検出器鉛直移動手段が前記放射線検出手段を鉛直方向に移動させることにより、前記検出面を鉛直方向に対して前記入力手段を通じて設定された軌跡に沿って移動させて画像を連写することを特徴とする放射線撮影装置。
2. 請求項１に記載の放射線撮影装置において、
   画像の連写時における前記検出面の移動する軌跡は、術者が矩形状の撮影範囲における対角線上の２頂点を指定することにより設定されることを特徴とする放射線撮影装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、
   前記放射線源が照射する放射線をコリメートしてコーン状の放射線ビームとするコリメータを更に備え、
   前記放射線検出手段の前記検出面が存する平面におけるコーン状の放射線ビームの水平方向の幅は、前記検出面の水平方向の幅と、画像の連写の間に前記検出面が水平方向に移動する移動幅との和と一致していることを特徴とする放射線撮影装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、
   前記放射線源を前記水平方向に移動させる放射線源移動手段と、
   前記放射線源移動手段を制御する放射線源移動制御手段とを更に備え、
   前記放射線源と前記放射線検出手段との前記水平方向における相対的な位置関係が一定となるように前記支柱の水平方向の移動に合わせて前記放射線源が水平方向に移動されて画像が連写されることを特徴とする放射線撮影装置。
5. 請求項４に記載の放射線撮影装置において、
   前記放射線源が照射する放射線をコリメートしてコーン状の放射線ビームとするコリメータを更に備え、
   前記放射線検出手段の前記検出面が存する平面におけるコーン状の放射線ビームの水平方向の幅は、前記検出面の水平方向の幅と一致していることを特徴とする放射線撮影装置。
6. 放射線を照射する放射線源と、
   放射線を検出する検出面を有する放射線検出手段と、
   前記放射線検出手段を支持する鉛直方向に伸びた支柱と、
   （Ａ２）前記放射線源から前記放射線検出手段に向かう方向と直交する水平方向に前記放射線検出手段を前記支柱に対して移動させる検出器水平移動手段と、
   （Ｂ２）前記検出器水平移動手段を制御する検出器水平移動制御手段と、
   前記放射線検出手段を前記支柱に対して鉛直方向に移動させる検出器鉛直移動手段と、
   前記検出器鉛直移動手段を制御する検出器鉛直移動制御手段と、
   前記放射線検出手段が出力する検出データを基に、画像を生成する画像生成手段と、
   連写された複数枚の画像をつなぎ合わせて単一の画像を生成するつなぎ合わせ手段と、
   鉛直方向に対して傾斜した軌跡を術者に設定させる入力手段とを備え、
   前記検出面は、鉛直方向、および前記水平方向のなす平面に沿って配置されており、
   前記検出器水平移動制御手段が前記放射線検出手段を前記水平方向に移動させるとともに前記検出器鉛直移動手段が前記放射線検出手段を鉛直方向に移動させることにより、前記検出面を鉛直方向に対して前記入力手段を通じて設定された軌跡に沿って移動させて画像を連写することを特徴とする放射線撮影装置。

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